氮化硅陶瓷用途

氮化硅陶瓷具有很高的硬度，极好地耐酸碱腐蚀性，还有自润滑性，因此氮化硅陶瓷球可以做为轴承球与金属或同材质的轴套配合使用其自身的优点可以用在特殊环境下；另外可以做陶瓷阀球用于油田领域，另外其电绝缘性还可以制成绝缘环；又因其烧结温度高，可以在高温下作业，因此氮化硅结构件可以做为高温支撑材料用于高科技领域；氮化硅陶瓷刀用于工业机床上等等

1、氮化硅的物理性能：

①热学性质：属高温难熔物质，无熔点，常压下1900℃左右分解，抗高压蠕变能力强，不含粘结剂的反应烧结氮化硅负荷软化点可高达1800℃；

②导热性能好；

③热膨胀系数小；

④电绝缘性能好，介电系数小，抗击穿电压高。

2、氮化硅的化学性能：

①抗氧化性：800℃以下干燥气氛中不与氧反应；

②抗熔融金属腐蚀性：氮化硅对单质金属融液（除铜外）不浸润，不受腐蚀；

③抗酸碱盐腐蚀性：易溶于氢氟酸，与稀酸不起作用。

3、氮化硅的机械性能：

①高温强度好，1200℃高温强度与室温强度相比衰减不大，另外，它的高温蠕变率很低。这些都是由强共价键本质所决定的；

②硬度高，仅次于金刚石、立方BN、B4C等少数几种超硬材料；

③摩擦系数小，有自润滑性，与加油的金属表面相似。

氮化硅陶瓷是一种烧结时不收缩的无机材料。它是用硅粉作原料，先用通常成型的方法做成所需的形状，在氮气中及1200℃的高温下进行初步氮化，使其中一部分硅粉与氮反应生成氮化硅，这时整个坯体已经具有一定的强度。然后在1350℃～1450℃的高温炉中进行第二次氮化，反应成氮化硅。用热压烧结法可制得达到理论密度99％的氮化硅。氮化硅的强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。它极耐高温，强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降，受热后不会熔成融体，一直到1900℃才会分解，并有惊人的耐化学腐蚀性能，能耐几乎所有的无机酸和30％以下的烧碱溶液，也能耐很多有机酸的腐蚀；同时又是一种高性能电绝缘材料。氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。氮化硅摩擦系数小的特点特别适合制作为高温轴承使用，其工作温度可达1200℃，比普通合金轴承的工作温度提高2.5倍，而工作速度是普通轴承的10倍。利用氮化硅陶瓷很好的电绝缘性和耐急冷急热性可以用来做电热塞，用它进行汽车点火可使发动机起动时间大大缩短，并能在寒冷天气迅速启动汽车。氮化硅陶瓷还有良好的透微波性能、介电性以及高温强度，作为导弹和飞机的雷达天线罩，可在6个马赫甚至7个马赫的飞行速度下使用。

一，导热性能不同，氮化铝陶瓷基板有更高的导热率

氮化硅陶瓷基板的导热率一般75-80W/(m·K），氮化铝陶瓷基板的导热率最高可以去掉170W/(m·K），可见氮化铝陶瓷基板有这 更高的导热性能。

二，机械强度不同，氮化硅陶瓷具有比氮化铝陶瓷更高的强度

机械强度这方面，氮化铝陶瓷基板比起氮化硅陶瓷基板更加容易碎。氮化铝陶瓷基板的机械折弯强度达450mpa，氮化硅陶瓷基板的折弯强度是800mpa，可见高强度高导热氮化硅陶瓷基板有这较好的弯曲强度，可以提高氮化硅陶瓷覆铜板强度和抗冲击能力，焊接更厚的无氧铜而不会产生瓷裂现象，提高了基板的可靠性。

三，应用范围不同，氮化硅陶瓷基板是可靠性模组封装的基板材料。

氮化铝陶瓷基板和氮化硅陶瓷基板在LED，半导体以及大功率光电领域方面广范应用，用于导热性能要求比较高的领域。氮化硅

陶瓷基板具有高强度、高导热、高可靠的特点，可用湿法刻蚀工艺在表面制作电路，经表面镀覆后制得的一种用于高可靠性电子基板模块封装的基板材料，是新型电动汽车用 1681 功率控制模块的首选基板材料。此外，陶瓷基板产业还涉及 LED、精细陶瓷制备、薄膜金属化、黄光微影、激光成型、电化学镀、光学模拟、微电子焊接等多领域技术，产品在功率型发射器、光伏器件，IGBT 模块，功率型晶闸管、谐振器基座、半导体封装载板等大功率光电及半导体器件领域有广泛用途。

氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷具有的抗铝液腐蚀的特性让其在铸铝连轧生产线和炼铝、熔铝作业中，可用来制作测温热电偶管套、炼铝炉炉衬、铝液包子内衬、坩埚、铸铝模具、铝电解槽等用具。例如氮化硅陶瓷制成的热电偶管套用于铝液测温这一技术已经开始在我国普及，这种管套相较于常用的不锈钢、刚玉陶瓷管套在使用性能上更加优异，毕竟不锈钢容易被铝液腐蚀，连续使用20h后就会被损坏，刚玉更是经不起热冲击。而在铝液中性能长期稳定、间歇测温1200次以上都不开裂的氮化硅陶瓷管套在加工过程中可谓是一大利器。

一、氮化硅陶瓷

性能：烧结时不收缩的无机材料，热膨胀系数小且极耐高温，强度一直可以维持到1200C的高温而不下降，热震稳定性极好并有惊人的耐化学腐蚀性能，能耐几乎所有的无机酸和30%以下的烧碱溶液，是一种高性能电绝缘材料。

优点：抵抗冷热冲击性能好，在空气中加热到1000C以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂，相较于氧化铝来说不易传热。

缺点：断裂韧性系数低，在陶瓷里面机械强度属于中下等，易裂易碎。

应用：高温轴承、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门等。

二、碳化硅陶瓷

性能：具有优良的常温力学性能，高能抗弯强度，优良的抗氧化性，良好的耐腐

蚀性，高的抗磨损以及低的摩擦系数，其高温强度可一直维持到1600C，是陶瓷

材料中高温强度最好的材料，抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。

优点：碳化硅陶瓷具有优良的抗高温蠕变性能，且具有半导体性能，少量杂质的掺入会

表现出良好的导电性，加工可获得镜面的效果。

缺点：碳化硅陶瓷的缺点是断裂韧性较低，即脆性较大。

应用：广泛应用于大型高炉内衬；机械密封环，去金属毛刺的刀具等。